李玥玥

（諾丁漢特倫特大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，英國 NG11 8NS）

0 引言

在應(yīng)用NS-2網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、研究和分析的工作中，由于修改仿真系統(tǒng)模塊或者添加新的模型可能引起原有系統(tǒng)出現(xiàn)顯式和隱蔽性錯誤。為了保證在NS-2仿真系統(tǒng)下進(jìn)行各種仿真實(shí)驗并得到正確的實(shí)驗結(jié)果，驗證NS-2網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的完整性和正確性是進(jìn)行仿真工作中必要的步驟。

NS-2仿真軟件中的測試組件包括有線通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)測試組件、無線通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)測試組件、有線和無線網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)測試組件以及移動IP通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)測試組件等。研究這些測試組件的設(shè)計方法和應(yīng)用技術(shù)，對使用NS-2仿真系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、研究、分析和應(yīng)用的學(xué)者和工程技術(shù)人員來說，具有重要的意義。

1 Test Suite 測試原理

NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬和仿真軟件提供了許多測試組件（Test Suite）[1]，并通過validate、validate-wired,validatewireless和validate.win32等驗證程序來檢測由于NS-2系統(tǒng)模塊的改變和移動對NS-2仿真系統(tǒng)的影響程度。

1.1 Test Suite組件介紹

NS-2.30模擬和仿真系統(tǒng)提供的Test Suite測試組件可以在～ns cl est下找到。這些組件主要包括3種類型：

①shell 腳本類型文件,這類文件命名的格式為：test-all-xxx1test-all-xxx中的xxx代表test suite的名稱，其作用是啟動測試過程；

②Tcl 腳本類型文件,這類文件命名格式為：test-suite-xxx.tcl，其作用是運(yùn)行已經(jīng)定義的測試；

③輸出子目錄,該目錄命名格式為：test-output-xxx ，以一個子目錄建立在～ns cl est目錄下面，該目錄中包含了由test suite產(chǎn)生的跟蹤文件，用來驗證測試組件是否在ns上正確運(yùn)行。

1.2 測試原理分析

1.2.1 測試組件（test suite）腳本簡介

以下是ns-2.30/tcl/test中測試組件的實(shí)例腳本test-all-xxx的一般編寫格式：

最后一行：./test-all-template1 $file $directory$version $@表示啟動運(yùn)行以上定義指明的測試工作過程。

1.2.2 定義TestSuite類和子類

對每一個不同的測試實(shí)例，可以采用定義TestSuite類和子類的編程方法，在NS-2的test-suite-xxx.tcl腳本中建立具體的測試用例。

Class TestSuite #這是父類。

Class Test/dsdv -superclass TestSuite #這是類TestSuite的子類。

#以下是使用動態(tài)源路由的無線模型測試實(shí)例，是類TestSuite的子類。

Class Test/dsr -superclass TestSuite

Class Test/dsdv-wired-cum-wireless -superclass TestSuite #這是類TestSuite的子類。

#以下是在HA與FA之間移動的無線移動IP模型測試實(shí)例，是類TestSuite的子類。

Class Test/dsdv-wireless- mip-superclass TestSuite

1.2.3 測試實(shí)例Tcl腳本文件分析

在NS-2.30中提供的Test suite組件[1]中，每個測試用例都建立了一個仿真場景。

（1）配置父類（Class TestSuite）

在父類TestSuite 中，你可以定義一些函數(shù)像init 和finish ，去做每個測試用例需要做的工作，例如設(shè)置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蚽s跟蹤等。

（2）配置子類（Class Test/x）

測試的具體配置定義在相應(yīng)的子類中。每個子類也有一個運(yùn)行函數(shù)來啟動仿真和表示配置子類的方法。

ns-2.30 cl est目錄下的test-suite-wirelesslan.tcl是該部分的腳本代碼。

（3）啟動測試方法

上例所述的ns 腳本中所有的測試都是從函數(shù)runset開始。

（4）測試過程與結(jié)果

Test Suite測試組件運(yùn)行測試腳本的過程生成了相應(yīng)的跟蹤文件，這些跟蹤文件保存到輸出子目錄中。由于在指定的輸出目錄中存放有正確的原始跟蹤文件（通常為壓縮文件），測試過程會把這些新生成的跟蹤文件和原始跟蹤文件進(jìn)行比較和判斷，驗證兩個跟蹤文件的內(nèi)容，如果發(fā)現(xiàn)具有相異點(diǎn)，則顯示測試失敗的信息，否則顯示測試成功信息。

2 Wireless-LAN的測試組件分析

在～ns cl est中，實(shí)例test-all-wireless-lan代表了編寫test suite腳本的一般方法，test-suite-wirelesslan.tcl表示了測試腳本程序的場景配置、主要函數(shù)和運(yùn)行過程流程控制部分的代碼，test-output-wireless-lan為wireless-lan測試實(shí)例的輸出子目錄。

3 無線局域網(wǎng)WLAN的test suite應(yīng)用

以下是實(shí)例無線局域網(wǎng)的test suite組件的使用方法、過程和結(jié)果。

3.1 無線局域網(wǎng)模擬實(shí)例

實(shí)例包括一個由50個移動節(jié)點(diǎn)組成的ad hoc網(wǎng)絡(luò)[2]、由7個節(jié)點(diǎn)組成的有線-無線混合網(wǎng)絡(luò)[3]（wired-cum-wireless）和由5個移動節(jié)點(diǎn)組成的移動IP通信網(wǎng)絡(luò)[4]（wireless-mip）

該部分的Tcl腳本程序讀者可以參考～ns clex目錄下的 wireless.tcl、wired-cum-wireless-sim.tcl 、wireless-mip-test.tcl。以上實(shí)例網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖參見圖1、圖2和圖3。

圖1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 有線-無線混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖3 移動IP通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.2 測試過程

如上所述，測試實(shí)例test-all-wireless-lan腳本文件已經(jīng)集成了分別對 dsdv，dsr，wired-cum-wireless和wireless-mip的4個tcl測試腳本。

（1）方法1：集中進(jìn)行全部測試

在ns命令提示符下，輸入測試ns腳本測試文件名，操作步驟如下：

./test-all-wireless-lan ，敲回車鍵后，命令窗口將顯示測試過程的有關(guān)信息，包括測試內(nèi)容、運(yùn)行狀態(tài)以及第1個測試輸出完成后與歷史參考輸出進(jìn)行比較的結(jié)果，提示測試正確與否。

以下按照系統(tǒng)提示信息進(jìn)行操作，直到系統(tǒng)提示“All test output agrees with reference output.”，表明測試實(shí)例test-all-wireless-lan的4個測試全部通過，說明作者當(dāng)前應(yīng)用的NS仿真與模擬系統(tǒng)具有要求的完整性和正確性。

（2）方法2：分部進(jìn)行單獨(dú)測試

這里以test-suite-wireless-lan.tcl的測試為例，介紹分部單獨(dú)進(jìn)行測試的過程。在NS命令提示符下，分別輸入測試tcl腳本文件名，操作步驟如下：

上式中test-suite-wireless-lan-newnode.tcl是test-suite-wireless-lan.tcl的修改版本，x為分別輸入的dsdv、dsr、dsdv-wired-cum-wireless、dsdv-wirelessmip的配置選項。

以上分別進(jìn)行的單獨(dú)測試完成后，依次按照以下步驟對測試結(jié)果進(jìn)行比較和分析：

①查看當(dāng)前目錄下仿真系統(tǒng)生成的temp.rands文件；

②將測試目錄下的與當(dāng)前測試實(shí)例對應(yīng)的dsr.zip、dsdv-wired-cum-wireless.zip或dsdv-wireless-mip.zip壓縮文件解壓，生成記錄文件dsr、dsdv-wired-cumwireless或dsdv-wireless-mip；

③將實(shí)例測試對應(yīng)的temp.rands文件與上述記錄文件進(jìn)行一致性比較，并根據(jù)比較結(jié)果來進(jìn)行當(dāng)前NS仿真的系統(tǒng)分析。

4 結(jié)語

作者根據(jù)Test Suite組件的測試原理所介紹的實(shí)現(xiàn)方法，已全部在NS-2.30仿真與模擬系統(tǒng)進(jìn)行了成功的測試，有興趣的讀者可以根據(jù)學(xué)習(xí)和工作的需要編寫新的測試組件。

[1] UC Berkeley.LBL,USC/ISI,and Xerox PARC.The NS Manual [EB/OL].（2006-08-03）[2009-03-07].http://www.isi.edu/nsnam/ ns/nsdocumentation.html.

[2] 柯志亨，程榮詳，鄧德雋.NS2仿真實(shí)驗—多媒體和無線網(wǎng)絡(luò)通信［M］.北京: 電子工業(yè)出版社, 2009.

[3] 方路平，劉世華，陳盼,等.NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬基礎(chǔ)與應(yīng)用［M］.北京: 國防工業(yè)出版社, 2008.

[4] 秦翼，姜雪松.移動IP技術(shù)與NS-2模擬［M］.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006.